一種沉積氮化鈦薄膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沉積氮化鈦薄膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，三維數(shù)據(jù)型存儲(chǔ)技術(shù)(3D-NAND)以其小體積、大容量為出發(fā)點(diǎn)，將儲(chǔ)存單元采用三維模式層層堆疊的高度集成為設(shè)計(jì)理念，生產(chǎn)出高單位面積存儲(chǔ)密度，高效存儲(chǔ)單元性能的的存儲(chǔ)器，已經(jīng)成為新興存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的主流工藝。
[0003]在此工藝制造過(guò)程中，將儲(chǔ)存單元采用三維模式層層堆疊的低成本，高效率的制造工藝，將是其核心制造技術(shù)。因?yàn)椴捎脙?chǔ)存單元三維模式層層堆疊的結(jié)構(gòu)，決定了在其生產(chǎn)工藝中將會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)(例如成“L”型的彎曲結(jié)構(gòu)，超深孔洞的結(jié)構(gòu))，而這些結(jié)構(gòu)中最終要形成金屬鎢的連接，那么作為金屬鎢的阻擋層氮化鈦的沉積將至關(guān)重要。因?yàn)闉榱私档徒佑|電阻，通常需要清除在氮化鈦沉積前的結(jié)構(gòu)上一層氧化物。
[0004]因此，如何找到一種低成本的方法來(lái)去除氧化物以及沉積形成氮化鈦?zhàn)钃鯇映蔀楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員致力于研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種沉積氮化鈦薄膜的方法，可基于原位清除氮化物工藝，所述方法包括:
[0006]步驟SI，提供一待形成氮化鈦薄膜的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面具有一層氧化物；
[0007]步驟S2，將所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在一反應(yīng)腔體中，并向所述反應(yīng)腔體中通入輔助氣體和第一體積的四氯化鈦(TiC14)氣體，以清除所述氧化物；
[0008]步驟S3，繼續(xù)向所述反應(yīng)腔體中通入氨氣(NH3)和第二體積的四氯化鈦氣體，以在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面形成所述氮化鈦薄膜；
[0009]其中，所述第一體積小于所述第二體積。
[0010]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述方法應(yīng)用于儲(chǔ)存單元三維模式層層堆疊的結(jié)構(gòu)的制備工藝中。
[0011]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述氮化鈦薄膜為金屬鎢(W)的阻擋層。
[0012]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述輔助氣體為氬氣(Ar)。
[0013]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述反應(yīng)腔體為真空反應(yīng)腔體。
[0014]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述反應(yīng)腔體為具有高溫和等離子體(也可以稱(chēng)之為電漿)的氣氛的反應(yīng)腔體。
[0015]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述步驟S2包括:
[0016]步驟S21，將所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在所述反應(yīng)腔體中，并向所述反應(yīng)腔體中通入輔助氣體和第一體積的四氯化鈦氣體，所述第一體積的四氯化鈦氣體在所述高溫和等離子體的氣氛中分解產(chǎn)生氯離子，所述氯離子在所述輔助氣體的作用下，將所述氧化物予以清除；
[0017]步驟S21，采用氣栗(pump)將所述步驟S21中產(chǎn)生的反應(yīng)副產(chǎn)物從所述反應(yīng)腔體中抽出。
[0018]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述步驟S3包括:
[0019]步驟S31，向所述反應(yīng)腔體中通入氨氣和第二體積的四氯化鈦氣體，在所述高溫和等離子體的氣氛中，所述氨氣和第二體積的四氯化鈦氣體在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面反應(yīng)生成所述氮化鈦薄膜；
[0020]步驟S32，采用氣栗將所述步驟S31中產(chǎn)生的反應(yīng)副產(chǎn)物從所述反應(yīng)腔體中抽出。
[0021]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，根據(jù)工藝需求設(shè)定所述第一體積和所述第二體積。
[0022]上述的沉積氮化鈦薄膜的方法，其中，所述氧化物為自然氧化物(nativeoxide)或金屬氧化物(metal oxide)。
[0023]上述發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)或者有益效果:
[0024]本發(fā)明公開(kāi)了一種沉積氮化鈦薄膜的方法，通過(guò)合理利用氮化鈦層沉積原物料四氯化鈦中氯元素具有蝕刻氧化物的特性，在溫度和氣流的配合作用下，原位的清除復(fù)雜的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的氧化物，再直接沉積需要的氮化鈦薄膜。采用原位的方法，以低成本的優(yōu)點(diǎn)來(lái)完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面的氧化物清除和氮化鈦薄膜的沉積，最終實(shí)現(xiàn)晶圓制造成本的降低，且該方法簡(jiǎn)單易行，操作可控性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中沉積氮化鈦薄膜的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但是不作為本發(fā)明的限定。
[0028]如圖1所示，本實(shí)施例涉及一種沉積氮化鈦薄膜的方法，該方法可基于原位清除氮化物工藝應(yīng)用在儲(chǔ)存單元三維模式層層堆疊的結(jié)構(gòu)的制備工藝中，具體的該方法包括如下步驟:
[0029]步驟一，提供一待形成氮化鈦薄膜的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面具有一層氧化物，在本發(fā)明的實(shí)施例中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為待清除氧化層和待形成氮化硅阻擋層的儲(chǔ)存單元三維模式層層堆疊的結(jié)構(gòu)。
[0030]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，氧化物為自然氧化物或金屬氧化物(例如Zr0，Hf0等)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，該氧化物的厚度為10?20埃(例如10埃、12埃、15?；?0埃)。
[0031]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，氮化鈦薄膜為金屬鎢(W)的阻擋層。
[0032]步驟一，將上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在一反應(yīng)腔體中，并向反應(yīng)腔體中通入輔助氣體和第一體積的四氯化鈦(TiC14)氣體，以清除氧化物。
[0033]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，上述輔助氣體為氬氣(Ar)。
[0034]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，上述反應(yīng)腔體為真空